Conoce la importancia de la aerodinámica

La aerodinámica y el tunel del vientoEn los últimos años la industria automotriz ha puesto un especial énfasis en la disminución de consumo de combustible en los vehículos.

Para solucionar esta problemática se han creado distintas innovaciones; motores más eficientes, estructuras más livianas y diseños de carrocería más aerodinámicos. En este último tema es donde ha existido un cambio más radical. Sí recordamos hace algunos años los vehículos en su mayoría presentaban líneas rectas que en nada ayudaban en la fluidez del viento y estabilidad, lo que propiciaba que una mayor fricción contra el aire y con ello el gasto de gasolina se incrementaba en comparación con los modelos de la actualidad. De esta manera además de crear vehículos con una imagen moderna la aerodinámica es un factor fundamental para que los autos desplieguen rasgos más fluidos.

Pero para lograr lo anterior se requiere de un gran número de tecnologías. No solo es dibujar líneas curvas y llevarlas a tercera dimensión. Es mucho más que eso. Para realizar esta labor y perfeccionarla existe un procedimiento denominado como túnel del viento. Así como otros elementos y técnicas utilizadas en los vehículos automotores este método fue tomado de la aviación. En si el primer túnel de viento fue diseñado y operado en 1871 por Francis Herbert Wenham de la Sociedad Aeronáutica de Gran Bretaña. Sin embargo, este tipo prueba se aplicó en el sector automotor casi un siglo más tarde.

Este retraso fue causado por el hecho de que la aerodinámica del automóvil difiere de la aerodinámica de los aviones de muchas maneras. Por ejemplo, la forma de un vehículo de carretera es mucho menos eficiente en comparación con una aeronave. Además, el vehículo no se desplaza al aire libre y su movimiento se ve menos afectado por las fuerzas aerodinámicas, además de que las velocidades de operación son mucho más bajas.

Hoy en día, la mayoría de los fabricantes de automóviles tienen sus propias instalaciones de prueba del túnel de viento, los cuales se utilizan en el desarrollo de las características aerodinámicas de un nuevo modelo. Dentro de las principales preocupaciones de la aerodinámica en un automóvil está la reducción de la fricción y eliminar en lo posible cualquier tipo de inestabilidad que ocurre a altas velocidades.

En general

Un túnel de viento comprende una sección de prueba donde se monta el vehículo y se aplica una gran cantidad de aire sobre la superficie del vehículo desde diferentes ángulos. Este viento puede ser soplado o bien aspirado por uno o más ventiladores. Por lo general todos los datos se pueden recoger a partir de varios sensores y técnicas de visualización, tales como la adición de estelas de humo en la corriente del aire. Así se pueden observar ciertas características geométricas que afectan el rendimiento aerodinámico.

Al someter a los autos a este proceso se pueden obtener varios datos como: fuerzas aerodinámicas, arrastre, elevación, fuerza lateral, variación de las fuerzas, distribución de presión de superficie y la influencia de los diferentes detalles del vehículo; como enfriamiento del vehículo, la evaluación de los flujos de refrigeración de los frenos y los datos de aero-acústica.

La aerodinámica y el tunel del vientoA escala

Dependiendo del tamaño del vehículo y las limitaciones de los laboratorios, existe una manera eficaz y es la utilización de modelos a escala. Con este procedimiento es posible evaluar los diferentes estilos de carrocería y características en la aerodinámica del vehículo. Además de su rapidez, se disminuyen los costos de la investigación.

Para aquellos fabricantes donde el dinero no es una limitante se realizan las evaluaciones con una maqueta de tamaño real. Claro que a escala real no existen variaciones que tal vez pudieran ocurrir en un modelo pequeño. Dependiendo de los resultados será que el prototipo pase a producción o se le realicen mejoras, y de ahí una vez someterlo al túnel.

Pionero

No fue sino hasta 1960 que se inauguró el primer túnel de viento dedicado para el automóvil. Desde entonces, el uso de computadoras ha sido el mejor aliado para predecir el rendimiento aerodinámico de las diferentes formas de vehículos.

A medida que aumentó el poder de la informática, los ingenieros y diseñadores han sido capaces de perfeccionar el coeficiente aerodinámico de manera virtual antes de evaluarlos físicamente.

El más grande

En 1980, entró en operaciones el Laboratorio Aerodinámico de General Motors (situado en Warren, Michigan), mismo que alberga el túnel de viento más grande del mundo dedicado a la utilización del automóvil. Este centro de investigación cuenta con un ventilador de 4,500 caballos de fuerza y es capaz de crear vientos de hasta 138 km/h, se compone de seis aspas de madera laminada de abeto y tiene un diámetro de 13 metros. Es tal el poder este aparato que es capaz de producir vientos con una fuerza similar a la de un huracán.

Especialistas de General Motors dicen que el trabajo aerodinámico comienza típicamente con modelos de arcilla a escala 1/3 para poner a prueba la forma general de un vehículo. Se pasa por una serie de etapas hasta el logro de un modelo a gran escala, a menudo en las pruebas aerodinámicas se realizan cambios hasta de un milímetro.

El más avanzado

Anticipándose a la próxima tendencia, BMW construyó el Centro de Pruebas de Aerodinámica para el desarrollo de vehículos de alta eficiencia. Se trata de un edificio ultra-moderno de cinco pisos, donde los especialistas dedicados al diseño, ingeniería y aerodinámica utilizan un sofisticado equipo para realizar las pruebas.

Existen dos túneles de viento, ambos simulan la velocidad relacionada con la carretera, así como la del aire. El más grande de ambos, está diseñado para modelos a gran escala y reales, ahí se puede probar el comportamiento aerodinámico a velocidades cercanas a 300 km/h. El segundo, se dedica a la investigación aerodinámica avanzada, es lo suficientemente grande como para permitir la prueba de los modelos de tamaño completo. Sus ventiladores permiten simular la velocidad del aire a una velocidad de 140 km/h, en tanto que se pueden imitar las condiciones de la conducción hasta 280 km/h.La aerodinámica y el tunel del viento

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